Пристрій для безперервного сушіння частинок

Реферат: Даний винахід належить до сушарки (1) для сушіння частинок, що містить: - дві круглі тарілки (1a, 1b), установлені по суті горизонтально з можливістю обертання в протилежних напрямках навколо загальної вертикальної осі Z, при цьому поверхня зазначених тарілок є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, - пристрій нагнітання гарячого газу (5) у напрямку потоку, по суті паралельного осі Z, що проходить спочатку через другу тарілку (1b), а потім через першу тарілку (1а), - пристрій (2а) розподілу зазначених частинок для сушіння по першій і другій тарілці та пристрою (3а, 3b) рекуперації частинок після обертання кожної тарілки, - пристрій (4а) переміщення частинок, зібраних з першої тарілки (1а) пристроєм (2а) рекуперації у бік другого пристрою (2b) розподілу, здатного розподіляти зазначені частинки уздовж радіуса другої тарілки (1b). UA 114622 C2 (12) UA 114622 C2 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки [0001] Винахід відноситься до промислового сушіння для висушування органічних частинок, наприклад у галузі аграрної промисловості, таких як крупи або відходи, застосовувані у якості палива. Попередній рівень техніки [0002] Для безлічі промислових процесів необхідне сушіння частинок перед їх кінцевим використанням, або перед упакуванням гранульованих агропромислових або промислових продуктів, або перед спалюванням здрібнених відходів, застосовуваних у якості палива. Зрозуміло, що можна здійснювати сушіння частинок партіями, шляхом осадження частинок на тарілках або в обертовому барабані, переважно перфорованих для можливості пропускання через них гарячого газу та виходу води та водяної пари. У деяких випадках створюється псевдорозріджений шар із частинок, зважених під дією потоку гарячого газу. Однак більшість випадків промислового застосування вимагають потужностей, не досяжних у процесі сушіння партіями. Тому такий же принцип осадження сушіння частинок, які необхідно висушити, на перфорованій основі та дії на них потока гарячого газу був застосований у пристроях для безперервного сушіння з безперервною подачею, призначених для сушіння частинок на вході сушарки та безперервним відводом висушених частинок нижче по потоку. [0003] Зокрема, на фіг. 1(а) схематично зображена стрічкова сушарка (конвеєрна сушарка), що містить перфоровану гнучку стрічку, натягнуту між двома моторизованими роликами з утворенням контуру. Повітря або інший гарячий газ нагнітають під верхню сітку, на якій потім поміщають частинки для сушіння. Приклад стрічкової сушарки представлений по посиланню: http://vishakinindustry.com/p_beltdryer.html (2012). Довжина стрічкової сушарки залежить від типу частинок для сушіння і їх насиченості водою. Звичайно, якщо для сушіння частинок при бажаних швидкостях необхідна площа 120 м², стрічка повинна мати площу щонайменше у два рази більше, порядку 250 м², оскільки частинки сушаться тільки на верхній поверхні контуру, утвореного двома роликами. При ширині 2,5 м необхідна стрічка довжиною 200 м, що з'єднує два ролика, що відстоять один від одного приблизно на 80 м. Стрічка таких розмірів має дуже високу вартість і створює складність при монтажі/демонтажі пристрою. Таким чином, стрічкова сушарка, зазвичай, призначена для сушіння винятково одного типу частинок, оскільки неекономічно міняти стрічку для зміни типу перфорації у відповідності із новим типом частинок. У випадку ушкодження стрічки потрібна зупинка всього пристрою на тривалий час, необхідний для заміни або ремонту стрічки. Для збереження довжини стрічки необхідна установка безлічі підтримувальних роликів на підшипниках, що збільшує витрати, а також імовірність поломки такого пристрою. Стрічкова сушарка, таким чином, є дуже дорогою та має низьку ефективність у плані габаритів, оскільки частинки сушаться менш ніж на половині довжини стрічки. [0004] Також існують сушарки з перфорованими тарілками, наприклад схематично зображені на фіг. 1(b), які схожі на стрічкові сушарки, за винятком того, що стрічка замінена перфорованими тарілками, з'єднаними між собою, утворюючи щось на кшталт гусеничної стрічки. Їх відмінність від стрічкових сушарок полягає у тому, що тарілки з'єднані між собою шарнірно, утворюючи в такий спосіб однакову поверхню на верхній і на нижній стрічці контуру. Це дозволяє скоротити майже на половину довжину сушарки, оскільки потік гарячого газу діє на частинки два рази: перший раз, коли вони проходять у верхній частині контуру, і другий раз, коли вони проходять у протилежному напрямку в нижній його частині. Незважаючи на перевагу у порівнянні зі стрічковою сушаркою із цього погляду, зрозуміло, що механічні пристрої, необхідні для переміщення тарілок, є складними, і, отже, дорогими та ламкими, особливо під впливом дрібних частинок, здатних блокувати ролики. Крім того, проміжки, утворені між двома суміжними тарілками, і особливо відкриті ділянки в механізмі переміщення тарілок під час кожного переміщення тарілки з верхньої частини гусениці у нижню утворюють таку ж кількість проходів з меншим опором для потоку гарячого газу, що викликає значне зниження ефективності цього типу сушарок. [0005] У документі EP197171 описана сушарка, схематично зображена на фіг. 1(c) (для спрощення фігури зображена без пристроїв розподілу та рекуперації порошку), яка має декілька перфорованих розташованих одна над одною круглих тарілок (1a, 1b), установлених з можливістю обертання на порожнистій центральній осі. Кожна тарілка оточена індивідуальною циліндричною камерою, що має кришку [18] і дно, що відокремлює її від інших тарілок. Пристрої (4a) переміщення порошку в сушарку передбачені між кожною суміжною тарілкою (див. сіру стрілку (4a)). Кожна камера, з одного боку, містить перший отвір введення гарячого повітря, що перебуває у зв'язку по текучому середовищу з порожниною порожнистої центральної осі, при цьому зазначений перший отвір, який розташований над тарілкою, знаходиться у відповідній камері, а, з іншого боку, другий отвір відведення повітря в периферичній стінці камери, що 1 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сполучений із зовнішнім середовищем (або системою відведення гарячого повітря), при цьому зазначений другий отвір знаходиться під відповідною тарілкою. Гаряче повітря нагнітається у порожнину порожнистої осі в напрямку чорних стрілок на фіг. 1(c) і розподіляється паралельно в кожній камері через перший отвір введення гарячого повітря. Гаряче повітря має проходити через круглі перфоровані тарілки перед відведенням через другий отвір, розташований на периферичній стінці кожної камери. Дійсно, така система в принципі схожа на стрічкову сушарку (див. фіг. 1(a)), у якій лінійний рух був заміщений круговим рухом, і розділену на кілька рівнів за допомогою пристроїв переміщення порошку з однієї тарілки на іншу. Звичайно, така обертальна система має значну перевагу, заощаджуючи простір на підлозі, у порівнянні з лінійною стрічковою сушаркою, але такій системі не вистачає ефективності. У результаті, якщо гаряче повітря, що проходить через перші тарілки, завантажені частинками з більшим вмістом вологи, на виході відносно насичене вологою, то гаряче повітря, що проходить через останні тарілки, завантажені вже частково висушеними на попередніх тарілках частинками, виходить лише з невеликим вмістом вологи, що становить значну перевитрату енергії. [0006] Таким чином, існує необхідність у промисловій сушарці для безперервного сушіння частинок, яка було б ефективною, простою в експлуатації, займала б меншу площу та була б менш дорогою. Даний винахід пропонує таку промислову сушарку. Стислий опис винаходу [0007] Даний винахід визначається незалежними пунктами формули винаходу. Переважні варіанти здійснення визначаються залежними пунктами формули винаходу. Зокрема, даний винахід відноситься до сушарки для сушіння частинок, що містить: (a) першу круглу тарілку, установлену по суті горизонтально з можливістю обертання в першому напрямку навколо вертикальної осі Z, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, (b) другу круглу тарілку, установлену по суті горизонтально на певній відстані від першої тарілки з можливістю обертання навколо зазначеної вертикальної осі Z у напрямку, протилежному напрямку обертання першої тарілки, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, (c) пристрій нагнітання гарячого газу в напрямку потоку, по суті паралельного осі Z, що проходить спочатку через другу тарілку, а потім безпосередньо після цього через першу тарілку, (d) перший пристрій розподілу зазначених частинок для сушіння, виконаний з можливістю розподілу зазначених частинок перед сушінням уздовж радіуса першої тарілки, (e) пристрій рекуперації частинок, що осідають на першій тарілці після повороту останньої на певний кут, при цьому зазначений пристрій рекуперації розташований нижче за потоком, переважно суміжно з першим пристроєм розподілу, (f) пристрій переміщення частинок, зібраних з першої тарілки пристроєм рекуперації, убік другого пристрою розподілу, виконаного з можливістю розподілу зазначених частинок уздовж радіуса другої тарілки. [0008] У першому варіанті здійснення винаходу перша тарілка розташована під другою тарілкою, і гарячий газ, переважно гаряче повітря, циркулює зверху вниз, тоді як у другому варіанті здійснення перша тарілка розташована над другою тарілкою, і гарячий газ циркулює знизу нагору. Одна з інших переваг першого варіанта здійснення полягає в тому, що гарячий газ притискає частинки до поверхні тарілок, що може бути переважним з погляду зниження кількості частинок пилу, що утворюються при роботі із дрібними частинками. Перевагою другого варіанта здійснення є те, що переміщення частково висушених частинок з першої верхньої тарілки на другу нижню тарілку здійснюється під власною вагою, що може бути особливо переважним для частинок високої щільності. [0009] Кожна тарілка переважно може мати тверду самонесну конструкцію з високою проникною здатністю типу ґратчастого настилу, у якій розташований фільтрувальний шар, що містить отвори з розміром і щільністю розміщення відповідно бажаній проникній здатності у відповідності із типом і розміром частинок для сушіння. Таке рішення має велику універсальність, оскільки дуже легко замінити перфорований лист, сито, решітку або будь-яке інше сітчасте полотно на ґратчастому настилі для послідовного сушіння частинок з розмірами гранул, що сильно різняться, що практично неможливо для стрічкової сушарки або сушарки з тарілками. [0010] Переважно кожний з першого та другого пристроїв розподілу частинок для сушіння на першій та другій тарілках, відповідно, містить щонайменше один архімедів гвинт, що проходить уздовж радіуса першої та другої тарілок, відповідно. Архімедові гвинти розташовані в корпусі з одним або декількома отворами, що проходять уздовж зазначеного радіуса тарілок, що 2 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дозволяють здійснювати розсіювання частинок по тарілках, розташованих безпосередньо під ними. [0011] Також пристрій рекуперації першої тарілки переважно містить щонайменше один архімедів гвинт, що проходить уздовж радіуса зазначеної тарілки та знаходиться у корпусі з одним або декількома отворами, що проходять уздовж зазначеного радіуса першої тарілки. Отвори з'єднані зі шкребком або щіткою, пристосованими для збору та спрямовування частинок, доставлених у результаті обертання тарілок у напрямку архімедова гвинта. Переважно друга тарілка також містить пристрій рекуперації частинок, розташованих на другій тарілці, які зазнають сушіння після повороту останньої на певний кут, при цьому зазначений пристрій рекуперації розташований нижче за потоком від другого пристрою розподілу, переважно суміжно з ним. Переважно пристрій рекуперації другої тарілки подібний такому ж пристрою першої тарілки, описаному вище. [0012] Третя кругла тарілка може бути встановлена по суті горизонтально на певній відстані від першої тарілки та відділена від неї другою тарілкою з можливістю обертання навколо зазначеної вертикальної осі Z у напрямку, протилежному напрямку обертання другої тарілки, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду. Пристрій переміщення дозволяє переміщувати частинки, зібрані із другої тарілки вищеописаним другим пристроєм рекуперації убік третього пристрою розподілу, здатного розподіляти зазначені частинки уздовж радіуса третьої тарілки. Така конфігурація дозволяє зменшити радіус тарілок, а отже, і площу підлоги, займану сушаркою, але вона, вочевидь, має більшу висоту. [0013] Для того щоб зібрати дрібні частинки, що пройшли через нижню тарілку та були накопичені на дні сушарки, переважно в сушарці виконаний випускний отвір для частинок. Крім того, на нижній тарілці незнімним чином закріплений шкребок, здатний обертатися разом з нею, проштовхуючи осілі на тарілці частинки до зазначеного випускного отвору для частинок. [0014] Зокрема, зона сушіння переважно знаходиться між зовнішньою циліндричною стінкою, діаметр якої відповідає діаметру дисків, і внутрішньою циліндричною стінкою, співвісною із зовнішньою стінкою, утворюючи порожнистий корпус із центром на осі Z обертання тарілок. Внутрішня стінка проходить безперервно, щонайменше, від верхньої тарілки до нижньої тарілки. Переважно корпус має відповідні розміри для розміщення вентиляторів, необхідних для створення потоку газу, або мотора, що приводить в обертання тарілки, а також гасить небажані звукові шуми. Також він забезпечує можливість доступу оператора до різних механічних елементів зсередини для обслуговування та ремонту пристрою. [0015] Друга або третя сушарка, такі як описані вище, можуть бути встановлені над першою сушаркою, збільшуючи в такий спосіб ефективність сушарки, при цьому займаючи таку ж площу підлоги. Джерело частинок для сушіння, таке як бункер, може бути з'єднане вище за потоком з першим пристроєм розподілу частинок для сушіння на першій тарілці. Наприклад, частинки для сушіння можуть бути агропромисловими продуктами, такими як крупи, компост або чайні листки, здрібнені органічні відходи, що підлягають сушінню для їхнього використання в якості палива, а також косметичними або фармацевтичними продуктами у вигляді частинок, барвниками, полімерними гранулами, керамічними порошками, і т.д. Вниз за потоком може бути передбачений блок зберігання та/або розфасовки. [0016] У випадку сушіння частинок, застосовуваних у якості палива, вище за потоком сушарка може бути з'єднана з котлом, у який подаються висушені частинки у якості палива. Цей котел може бути пов'язаний з паровою турбіною, яку котел постачає парою з температурою T1, і який пускає в хід електрогенератор. Пара або рідина, що виходить із турбіни, може транспортуватися при температурі T2 менше T1 до теплообмінника для нагрівання повітря за допомогою нагнітання гарячого газу з даної сушарки та/або іншої сушарки. Стислий опис графічних матеріалів [0017] Для кращого розуміння сутності даного винаходу виконане посилання на наступні графічні матеріали, на яких: на фіг. 1 зображена: (a) стрічкова сушарка, (b) сушарка з тарілками з відомого рівня техніки та (c) сушарка згідно з документом EP197171. На фіг. 2 схематично зображені два варіанти здійснення даного винаходу. На фіг. 3 зображений варіант здійснення згідно фіг. 2(a). На фіг. 4 зображений варіант здійснення згідно фіг. 2(b). На фіг. 5 зображене здійснення даного винаходу. На фіг. 6 зображений графік зміни вмісту води (суцільна лінія) і температури (пунктирна лінія) частинок, а також газу, що входить (AIR IN) і виходить (AIR OUT) з тарілки, залежно від кутового положення на першої та другий тарілках. 3 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 7 зображена ілюстративна установка, що містить сушарку згідно із даним винаходом для сушіння відходів з метою їх використання як палива. На фіг. 8 зображена установка згідно із даним винаходом, що містить додаткову тарілку для охолодження висушених частинок. Докладний опис конкретних варіантів здійснення [0018] На відміну від лінійного руху стрічкових сушарок або сушарок з перфорованими тарілками, представленими у цей час на ринку, призначеними для сушіння частинок, схематично зображених на фіг. 1, сушарка згідно із даним винаходом заснована на обертових рухах у протилежних напрямках щонайменше однієї першої та однієї другої розташованих одна над іншою тарілок (1a, 1b). Ця концепція дозволяє виконати сушарку більш компактною, ніж сушарки з лінійним рухом. Зокрема, як зображено на фіг. 2–4, сушарка згідно із даним винаходом містить першу круглу тарілку (1a), установлену по суті горизонтально з можливістю обертання в першому напрямку навколо вертикальної осі Z, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду. Мотор (7a) забезпечує обертання першої тарілки (1a). Перший пристрій (2a) розподілу зазначених частинок для сушіння встановлений над першою тарілкою для забезпечення розподілу зазначених частинок перед сушінням уздовж радіуса першої тарілки (1a). Перший пристрій (3a) рекуперації частинок, що осідають на першій тарілці (1a) після повороту останньої на певний кут, розташований далі за потоком відносно першого пристрою (2a) розподілу. Для збільшення часу сушіння частинок, що осіли на першій тарілці (1a), перший пристрій (3a) рекуперації переважно розташований суміжно з першим пристроєм (2a) розподілу, при цьому обидва пристрої переважно проходять уздовж радіусів дисків. [0019] Пристрій (4a) переміщення частинок, зібраних з першої тарілки (1a) пристроєм (3a) рекуперації, дозволяє переміщувати їх до другої тарілки за допомогою другого пристрою (2b) розподілу, здатного розподіляти зазначені частинки уздовж радіуса другої круглої тарілки (1b). Друга кругла тарілка (1b) подібна до першої тарілки (1a) і встановлена по суті горизонтально на певній відстані від першої тарілки з можливістю обертання навколо зазначеної вертикальної осі Z, але в напрямку, протилежному напрямку обертання першої тарілки. Як і поверхня першої тарілки (1b), поверхня другої тарілки (1b) є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду. Обертання другої тарілки (1b) також забезпечується за допомогою мотора (7b), який може бути тим же або відмінним від мотора (7a), що приводить в обертання першу тарілку (1a). [0020] У кращому варіанті здійснення винаходу друга тарілка (1b) також містить пристрій (3b) рекуперації частинок, що осідають на другій тарілці після повороту останньої на певний кут, при цьому зазначений пристрій рекуперації розташований далі за потоком, переважно суміжно із другим пристроєм (2b) розподілу, і переважно є пристроєм, подібним до пристрою рекуперації першої тарілки. [0021] Сушіння частинок, що осіли на першій перфорованій тарілці (1a), і переміщуваних після певного повороту зазначеної першої тарілки до другої перфорованої обертової тарілки (1b), забезпечується за допомогою нагнітання гарячого газу (5), що слідує у потоці, по суті паралельному осі Z, що проходить через другу тарілку (1b) перед проходженням через першу тарілку (1a), утворюючи в такий спосіб протитечійну систему сушіння. Важливо, щоб потік гарячого та сухого газу проходив спочатку через другу тарілку, де частинки вже частково висушені завдяки їхньому знаходженню в першій тарілці, що, у свою чергу, досягається завдяки потоку гарячого газу, що паралельно насичується вологою при проходженні через другу тарілку. Перевага такої протитечійної системи сушіння схематично зображена на фіг. 3, 4 і 6. На фіг. 6 схематично зображений вміст води (суцільна лінія) і температура (пунктирна лінія) частинок (середній графік "particules"), а також газу (звичайно, повітря) вище за потоком (верхній графік "air in") і нижче за потоком (нижній графік "air out") кожної тарілки для положень A – F для першої та другої тарілок (1a, 1b), таких як зображено на фіг. 3(a) і 4(a). По осі ординат відносної вологості зазначене співвідношення вмісту води в частинках при їхньому проходженні через сушарку, а також у повітрі вище за потоком (air in) і нижче за потоком (air out) на першій та другій тарілках, відповідно, для зазначених кутових положень A – F і початкового вмісту в них води, що обчислюється по формулі (H – H0) / (H1-H0), де H - вміст води у частинках, а також у повітрі вище за потоком для першої та другої тарілок у певному кутовому положенні, H 0 – вміст води до контакту газу та частинок, та H1 – вміст води наприкінці процесу сушіння, тобто коли частинки досягли другого пристрою (3b) рекуперації та повітря нижче за потоком першої тарілки (1a). [0022] Частинки (середній графік "particules") розподілені на першій тарілці (1a) з максимальним початковим вмістом води, H0,part, показаним ліворуч на графіку, у положенні A 4 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 першої тарілки (1a) на фіг. 6 (суцільна лінія). На фіг. 3(a) це відповідає положенню ліворуч від пристрою (2a) розподілу першої верхньої тарілки (1a), тоді як на фіг. 4(a) це відповідає положенню праворуч від пристрою (2a) розподілу першої нижньої тарілки (1a). Частинки спочатку видаляються за допомогою обертання першої тарілки (1a) шляхом переміщення до правої частини графіка на фіг. 6, проходячи через положення B і C до рекуперації за допомогою пристрою (3а), і переміщаються в положення D другої тарілки за допомогою пристрою (4а) переміщення. У ході обертання першої тарілки та частинок, що перебувають у ній, показник вологості зазначених частинок знижується під дією потоку гарячого газу (безперервна крива на графіку "particules" на фіг. 6). Частинки досягають положення D на другій тарілці вже частково висушеними та приводяться в друге обертання у протилежному напрямку, при якому потік гарячого повітря завершує їхнє сушіння, поки вони не досягнуть остаточного показника вологості, H1,part, у положенні F, показаному із правого краю графіка на фіг. 6, після проходження положення E другої тарілки (1b). [0023] Гарячий газ, наприклад, гаряче повітря або будь-який інший газ, утворений у процесі згоряння, проходить у протилежному напрямку потоку частинок. На графіку згідно фіг. 6 газ виходить із правої половини графіка з початковим вмістом вологи H 0,air, постійним і низьким вище за потоком другої тарілки (див. AIR IN, друга тарілка (1b)). Коли повітря проходить через другу тарілку (1b), він передає частину своєї теплової та кінетичної енергії частинкам другої тарілки (1b), які нагріваються (див. пунктирну лінію на графіку "particuless" на другій тарілці (1b)), і насичується, захоплюючи за собою частину вологи частинок (див. "air out" на другій тарілці (1b)). Повітря, що виходить із другої тарілки (1b), є повітрям, що надходить у першу тарілку (1a) (AIR OUT (1b) = AIR IN (1a)), але оскільки перша тарілка обертається в напрямку, протилежному напрямку обертання другої тарілки, криві є дзеркально протилежними. Показано, що повітря, що надходить у положення А, у якому частинки мають найбільшу вологість, є більш сухим, ніж повітря, що надходить у положення С, у якому частинки є вже частково висушеними. Таким чином, проходячи через першу тарілку (1a), найбільш сухе повітря проходить через найбільш вологі частинки в положенні А і, таким чином, насичується водою, а частково вологе повітря проходить через частково висушені частинки в положенні С і також насичується водою, оптимізуючи в такий спосіб передачу енергії повітря частинкам і віддаючи вологу частинок повітрю. Ця оптимізація досягається, насамперед, забезпеченням особливо компактного устаткування, легкості використання, простоти обслуговування, головним чином, дозволяючи полегшити сушіння частинок із розмірами гранул, які сильно відрізняються. [0024] У заявці EP197171, зазначеній на початку, описана сушарка, схематично зображена на фіг. 1(c), яка, на перший погляд, схожа на сушарку згідно із даним винаходом. Насправді вона відрізняється від сушарки згідно із даним винаходом, зокрема тим, що гарячий газ проходить тільки через одну тарілку до його відведення. У результаті, кришки [18], що відокремлюють другу тарілку (1b) від першої тарілки (1a), не пропускають повітря із зазначеної другої тарілки (1b) на першу тарілку (1a). Оскільки гаряче повітря піднімається в порожнину центральної осі обертання, де він розподіляється на першу, другу та інші тарілки, через які до свого відведення він проходить окремо, це можна назвати паралельною системою розподілу гарячого повітря (див. фіг. 1(c)). І навпаки, система розподілу гарячого повітря в сушарці згідно із даним винаходом є послідовною, що дозволяє досягти оптимізації сушіння, як описано вище, яка значно перевершує якість сушіння в паралельній системі, наприклад у сушарці, розкритій у документі EP197171. [0025] Послідовність розташування першої та другої тарілок (1a, 1b) одна над іншою залежить від застосування та переваг. Наприклад, як зображено на фіг. 2(a) та 3, перша тарілка (1a) може бути розташована над другою тарілкою (1b), при цьому гарячий газ (наприклад, гаряче повітря) циркулює знизу нагору. Перевагою такого варіанта є те, що переміщення частково висушених частинок з першої верхньої тарілки (1a) у другу нижню тарілку (1b) пристроями (4a) переміщення здійснюється зверху вниз під власною вагою. І навпаки, коли потік гарячого газу циркулює знизу нагору через другу та першу тарілки, відповідно, частинки можуть розлітатися, створюючи пил. Легкий псевдорозріджений шар частинок може бути переважний для їхнього сушіння, але слід уникати утворення хмар дрібного пилу, завислого в повітрі. Ця конфігурація більше підходить для важких частинок, які не схильні до утворення пилової хмари. [0026] І навпаки, для більш легких або більш дрібних частинок перша тарілка (1a) може бути розташована під другою тарілкою (1b), при цьому гарячий газ буде циркулювати зверху вниз, як зображено на фіг. 2(b) та 4. У цій конфігурації частинки прилипають до тарілки, на якій вони знаходяться, що значно зменшує зависання пилу. Потік гарячого газу, спрямований зверху вниз, може утворювати спресовані грудки частинок, які утворюють агломерати та ускладнюють сушіння. Однак ці спресовані грудки розбиваються під час рекуперації частинок першої тарілки і 5 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 їх переміщення у другу тарілку, що дозволяє додатково підвищити ефективність сушіння шляхом відділення та перемішування частинок, що утворювали агломерати. Ця конфігурація також є переважною для дрібних частинок, які вільно утворюють пилові хмари, які можуть бути вибухонебезпечними, оскільки гаряче повітря проходить спочатку через другу верхню тарілку (1b) перед проходженням через першу нижню тарілку (1a). Оскільки друга верхня тарілка завантажена вже частково висушеними частинками, дрібний сухий і летучий пил може проходити через отвори другої перфорованої тарілки та утворювати хмари під нею. Однак гаряче повітря проштовхує ці хмари пилу до першої тарілки (1a), яка знаходиться безпосередньо під нею та завантажена вологими частинками. Можна бачити градієнт вологості частинок у товщині шару, у якому частинки, що перебувають знизу ближче до поверхні першої тарілки, сильно насичені вологою. Таким чином, у результаті утворюється своєрідна маса, що діє у якості фільтра, що не дозволяє хмарам із дрібних частинок проходити в першу тарілку (1a) і губитися в нижній частині сушарки. [0027] Особливою перевагою сушарки згідно із даним винаходом є можливість її застосування для сушіння частинок із розмірами гранул, які сильно відрізняються, починаючи від дрібних частинок, таких як ошурки, дрібні гранули, керамічні, полімерні або металеві порошки, до більших частинок, таких як деревні відходи, стружка, пелети, сільськогосподарські відходи, шкірка кукурудзи, ячменя і т.д., за допомогою швидкої та нескладної зміни діаметра отворів тарілок наступним чином. Перша та друга тарілки (1a, 1b) мають тверду самонесну конструкцію з високою проникною здатністю типу ґратчастого настилу, на якій розташований фільтрувальний шар, що містить отвори з розміром і щільністю розміщення відповідно бажаній проникній здатності у відповідності із типом і розміром частинок для сушіння. Фільтрувальний шар може бути перфорованим листом, ситом, решіткою або будь-яким іншим сітчастим полотном. Для полегшення установки такого фільтрувального шару його можна вирізати кутовими секторами, які можуть бути встановлені та прикріплені пліч-о-пліч безпосередньо до ґратчастого настилу або іншій самонесної конструкції з високою проникною здатністю. Це було б нездійсненне на практиці для стрічкових сушарок або сушарок з перфорованими тарілками, призначеними для сушіння частинок тільки одного розміру. [0028] Метою першого та другого пристроїв (2a, 2b) розподілу частинок для сушіння на першій та другій тарілках (1a, 1b), відповідно, є рівномірний розподіл частинок уздовж радіуса відповідних тарілок. По суті, пристрої (2a, 2b) розподілу, таким чином, містять: - конструкцію, що проходить від зовнішньої периферії до внутрішньої периферії тарілок, переважно по їхньому радіусу, - пристрої переміщення частинок від зовнішньої периферії до внутрішньої периферії тарілок, і нарешті - пристрої осадження зазначених частинок від пристроїв переміщення до тарілок. [0029] Можлива безліч рішень. Наприклад, переміщення частинок від зовнішньої периферії до внутрішньої периферії тарілок може здійснюватися за допомогою конвеєрної стрічки, або перфорованої, або нахиленої в поперечному напрямку для можливості розсіювання частинок на тарілку, розташовану під нею. З метою розсіювання на стрічку може передаватись вібрація. В альтернативному та переважному варіанті здійснення пристрої (2a, 2b) розподілу містять щонайменше один архімедів гвинт, що проходить уздовж радіуса першої та другої тарілок (1a, 1b), відповідно, для переміщення частинок від зовнішньої периферії до внутрішньої периферії відповідних тарілок. Зазначений щонайменше один архімедів гвинт розташований у корпусі з одним або декількома отворами, що проходять униз і уздовж зазначеного радіуса тарілок (1a, 1b) та дозволяють здійснювати розсіювання частинок на зазначені тарілки. [0030] Пристрій (3a) рекуперації першої тарілки (1a) і пристрій (3b) рекуперації другої тарілки (1b), якщо такі є, переважно містять щонайменше один архімедів гвинт, що проходить уздовж радіуса зазначених тарілок і розміщений у корпусі з одним або декількома отворами, що проходять уздовж зазначеного радіуса відповідної тарілки. Отвори з'єднані зі шкребком або щіткою, пристосованими для збору та спрямування частинок, що доставляються обертанням тарілки в напрямку архімедова гвинта. Тип пристрою (4a) переміщення частинок з першої тарілки (1a) у другу тарілку (1b) залежить від конфігурації сушарки. Якщо перша тарілка (1a) є верхньою тарілкою, пристрій переміщення може бути простою трубою, що з'єднує пристрій (3a) рекуперації першої тарілки із пристроєм (2b) розподілу другої тарілки, у якій частинки падають під власною вагою. Якщо, навпаки, перша тарілка є нижньою тарілкою, переважно, щоб пристрій (4a) переміщення містив архімедів гвинт, що дозволяє піднімати частинки з першої нижньої тарілки на другу верхню тарілку. [0031] На фігурах зображені сушарки, що містять дві тарілки. Однак для зменшення займаної устаткуванням площі підлоги цілком можливо встановити: 6 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - щонайменше третю круглу тарілку, що встановлюється по суті горизонтально на певній відстані від першої тарілки (1a) і відділену від неї другою тарілкою (1b) з можливістю обертання навколо зазначеної вертикальної осі Z у напрямку, протилежному напрямку обертання другої тарілки, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, і - пристрій переміщення частинок, зібраних із другої тарілки (1b) пристроєм (3b) рекуперації, убік третього пристрою розподілу, здатного розподіляти зазначені частинки уздовж радіуса третьої тарілки. [0032] Зрозуміло, що можна встановити за бажанням і з метою конкретного застосування будь-яку іншу кількість паралельних тарілок, що обертаються навколо осі Z. Однак сушарка, що містить дві тарілки (1a, 1b), підходить для більшості застосувань. Застосування декількох розташовуваних одна над іншою тарілок дозволяє зменшити зовнішній діаметр дисків. [0033] При розподілі частинок з однаковою гранулометрією частинок важко запобігти проходженню фракції найдрібніших частинок через перфоровані отвори в тарілках та потрапляння на одну або кілька нижніх тарілок, а потім на дно корпуса, що вміщує тарілки. Щоб уникнути великого скупчення частинок на дні, а також для їхньої рекуперації, переважно виконати на дні вихідні отвори для найдрібніших частинок, які осідають на дні. Крім того, шкребок, незнімним чином закріплений на нижній тарілці та здатний обертатися разом з нею, слугує для проштовхування осілих на тарілці частинок до зазначеного випускного отвору для частинок. Оскільки шкребок або щітка прикріплені до нижньої тарілки, немає необхідності в їхній окремій моторизації. [0034] Як зображено на фіг. 5, тарілки (1a, 1b) переважно розташовані у зовнішньому корпусі (10) з діаметром, відповідним до діаметра тарілок з достатнім запасом для запобігання затирання, а також достатньо малим для забезпечення герметизації границі між тарілкою та зовнішньою стінкою (10). Герметичність може забезпечуватися, наприклад, за допомогою гнучкої спідниці, яка прикріплена до зовнішньої стінки та опирається на підняту крайку кола тарілки. Таким чином, шар частинок, що перебувають на обертовому диску, не стикається з нерухливою спідницею, забезпечуючи тим самим гарну герметичність і цілісність шару частинок на тарілці. Це неможливо здійснити, використовуючи стрічкову сушарку, у якій ущільнювальна спідниця розташована між стрічкою, що переміщується, та частинками, що перебувають на краях стрічки. Таким чином, є смуга частинок, що контактує з нерухливою спідницею з кожного краю стрічки, яка не переміщується з тією ж швидкістю, що й частинки, що перебувають на середині стрічки. [0035] Центральна частина тарілок переважно є порожнистою та оточена внутрішнім циліндричним корпусом (6) із центром на осі Z обертання, як зображено на фіг. 2 і 5. Такий корпус, що проходить практично по всій висоті сушарки, щонайменше між верхніми та нижніми тарілками, має безліч переваг, що повністю компенсують зменшення поверхні сушіння. Дійсно, якщо зовнішній діаметр дисків рівний D1, а діаметр циліндричного внутрішнього корпуса (6) становить n x D1, де n менше 1, втрата поверхні для сушіння на кожній тарілці між повним диском і диском, що містить внутрішній корпус, становить усього n². Наприклад, якщо діаметр внутрішнього корпуса в три рази менше діаметра зовнішнього корпуса, втрата поверхні для сушіння становить усього 1/9 ≃ 11 %. Внутрішній корпус (6), насамперед, надає операторові простий доступ до всіх механічних елементів пристрою, таким як підшипники, редукторні двигуни, циліндри і т.д. Він також полегшує заміну гнучких поруватих шарів для розташування та кріплення на сітчастих полотнах, надаючи тарілкам їх механічну цілісність. Внутрішній корпус (6) може також слугувати для розміщення моторів (7, 7a), що приводять в обертання тарілки, а також вентиляторів, що слугують для створення потоку гарячого газу, з можливістю істотного зниження небажаних звукових шумів, створюваних сушаркою. У випадку потоку газу, спрямованого зверху вниз, як зображено на фіг. 2(b) і 4, вікна (6a), виконані в нижній частині внутрішнього корпуса (6), розташовані під нижньою тарілкою, дозволяють здійснювати рекуперацію гарячого газу та відводити його з корпуса через його верхню частину. Крім того, він дозволяє закріплювати пристрої (2a, 2b) розподілу та пристрої (3a, 3b) рекуперації з обох кінців щоб уникнути необхідності їх кріплення винятково на опорах зовнішнього корпуса. Крім того, це звільняє місце на внутрішніх кінцях зазначених пристроїв, розташованих пліч-о-пліч, для розташування їх ширини. Нарешті, така конструкція надає твердість поверхні, розташованої між внутрішніми корпусами (6) і зовнішніми корпусами (10), дозволяючи зберігати тарілки рівними. Це важливо для їхнього очищення та рекуперації частинок за допомогою шкребка або щітки, які ефективні, тільки якщо поверхня тарілок ідеально рівна. [0036] Сушарка згідно із даним винаходом може бути вбудована в установку для обробки частинок. Наприклад, перший пристрій (2a) розподілу частинок для сушіння сушарки згідно із 7 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 даним винаходом може бути з'єднаний вище за потоком із джерелом (11) зазначених частинок для сушіння, таким як бункер. У бункері також можуть зберігатися частинки, що включають деревні відходи лісопильного виробництва, деревні відходи будівельних матеріалів, паперові або картонні відходи, агропромислові продукти, такі як крупи. Ці частинки можуть бути у вигляді порошку, гранул, стружки, пелет, макухи або шматків, довжина яких не перевищує 10 см. Сушарка нижче за потоком може бути з'єднана із блоком зберігання сухих частинок, таким як бункер, або з лінією розфасовки. У випадку використання установки для сушіння відходів з метою їх застосування як палива, як зображено на фіг. 7, сушарка нижче за потоком може бути з'єднана з котлом (12) для подачі в нього висушених на сушарці частинок органічного матеріалу у якості палива. Сам зазначений котел (12) нижче за потоком може бути з'єднаний з електрогенератором (14) за допомогою парової турбіни (13), на яку від котла надходить пара температурою T1. Пара, що втратила частину своєї енергії в турбіні, тепер має температуру T2 менше T1 і може транспортуватися до теплообмінника (5A, 5B) для нагрівання повітря за допомогою нагнітання гарячого повітря (5) із сушарки (1) та/або для нагрівання будь-якої іншої установки, включаючи іншу сушарку (15). Якщо в одній установці встановлено більше однієї сушарки, можливо одержати додаткове місце на підлозі шляхом установки двох або більше сушарок згідно з винаходом одна над іншою. [0037] На фіг. 8 зображений варіант здійснення даного винаходу, у якому сушарка (1), така як зображена на фіг. 3(a), з'єднана послідовно із третьою обертовою тарілкою (1c), розташованою нижче за потоком від другої тарілки (1b) і розміщеною у камері (100) охолодження. Наприкінці операції сушіння частинки, що виходять із другої тарілки (1b), мають високу температуру (див. температуру частинок у точці G згідно фіг. 6). Певні види порошків, особливо харчових, неможливо фасувати при високій температурі, наприклад, щоб уникнути утворення значної кількості конденсату. Для виключення необхідності очікування остигання порошків і для забезпечення можливості розфасовки безпосередньо після сушіння, висушені порошки можуть бути спрямовані в камеру (100) охолодження, куди через третю тарілку (1c) нагнітають холодне повітря при температурі T0 порядку від 0 до 20 °C. Повітря, суттєво підігріте до температури T1 більше T0 порядку 40-55 °C, потім рекуперують і вводять у систему (101) нагрівання повітря, що дозволяє нагрівати повітря до температури T2 більше T1, а T1 більше T0, порядку 100-110 °C, яке нагнітають у сушарку, як докладно описане вище. Рекупероване після сушіння повітря також може бути спрямоване у систему (101) нагрівання, але оскільки воно насичене вологою, у конкретних випадках слід визначати, доцільно це чи ні. Слід зазначити, що та сама установка, зображена на фіг. 8, може бути виконана з однієї сушаркою (1), як зображено на фіг. 4(a), просто з розташуванням камери (100) охолодження над сушаркою (1) згідно фіг. 4(a). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Сушарка (1) для сушіння частинок, що містить: (a) корпус (6), що містить по суті циліндричну стінку, що проходить уздовж вертикальної осі Z, (b) першу круглу тарілку (1а), установлену на стінці зазначеного корпуса (6) по суті перпендикулярно до вертикальної осі Z і з можливістю обертання у першому напрямку навколо вертикальної осі Z, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, та (c) другу круглу тарілку (1b), установлену на певній відстані від першої тарілки на стінці зазначеного корпуса (6) по суті перпендикулярно до вертикальної осі Z і з можливістю обертання навколо зазначеної вертикальної осі Z у напрямку, протилежному напрямку обертання першої тарілки, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, (d) пристрій нагнітання гарячого газу (5) у напрямку потоку, по суті паралельного осі Z, що проходить спочатку через перфоровану поверхню другої тарілки (1b), а потім безпосередньо після цього через перфоровану поверхню першої тарілки (1а), (e) перший пристрій (2а) розподілу зазначених частинок для сушіння, призначений для розподілу зазначених частинок перед сушінням уздовж радіуса першої тарілки (1а), (f) пристрій (3а) рекуперації частинок, що осідають на першій тарілці (1а) після повороту останньої на певний кут, при цьому зазначений пристрій рекуперації розташований нижче за потоком, переважно суміжно з першим пристроєм (2а) розподілу, (g) пристрій (4a) переміщення частинок, зібраних з першої тарілки (1а) пристроєм (3а) рекуперації, у бік другого пристрою (2b) розподілу, призначеного для розподілу зазначених частинок уздовж радіуса другої тарілки (1b). 8 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2. Сушарка (1) за п. 1, яка відрізняється тим, що перша тарілка (1а) розташована під другою тарілкою (1b), і при цьому гарячий газ являє собою переважно гаряче повітря, що циркулює зверху вниз. 3. Сушарка (1) за п. 1, яка відрізняється тим, що перша тарілка (1а) розташована над другою тарілкою (1b), і при цьому гарячий газ являє собою переважно гаряче повітря, що циркулює знизу нагору. 4. Сушарка (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перша та друга тарілки (1a, 1b) містять тверду самонесну конструкцію з високою проникною здатністю типу ґратчастого настилу, на якій розташований фільтрувальний шар, що містить отвори з розміром і щільністю розміщення відповідно бажаній проникній здатності у відповідності із типом і розміром частинок для сушіння. 5. Сушарка (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що кожний з першого та другого пристроїв (2а, 2b) розподілу частинок для сушіння на першій та другій тарілках (1a, 1b), відповідно, містить щонайменше один архімедів гвинт, що проходить уздовж радіуса першої та другої тарілки (1a, 1b), відповідно, при цьому зазначений щонайменше один архімедів гвинт розташований у корпусі з одним або декількома отворами, що проходять уздовж зазначеного радіуса тарілок (1a, 1b). 6. Сушарка (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що пристрій (3а) рекуперації першої тарілки (1а) містить щонайменше один архімедів гвинт, що проходить уздовж радіуса зазначеної тарілки та розташований у корпусі з одним або декількома отворами, що проходять уздовж зазначеного радіуса першої тарілки (1а), при цьому зазначені отвори з'єднані зі шкребком або щіткою, призначеною для збору та спрямування частинок, що доставляються обертанням тарілки у напрямку архімедового гвинта. 7. Сушарка (1) за попереднім пунктом, яка відрізняється тим, що друга тарілка (1b) містить пристрій (3b) рекуперації частинок, що осідають на другій тарілці після повороту останньої на певний кут, при цьому зазначений пристрій рекуперації розташований нижче за потоком, переважно суміжно із другим пристроєм (2b) розподілу, і переважно є подібним до пристрою (3а) рекуперації першої тарілки. 8. Сушарка за попереднім пунктом, яка відрізняється тим, що додатково містить: (h) щонайменше третю круглу тарілку, установлену по суті горизонтально на певній відстані від першої тарілки (1а) і відділену від неї другою тарілкою (1b), і встановлену з можливістю обертання навколо зазначеної вертикальної осі Z у напрямку, протилежному напрямку обертання другої тарілки, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, та (і) пристрій переміщення частинок, зібраних із другої тарілки (1b) за допомогою пристрою (2b) рекуперації у бік третього пристрою розподілу, призначеного для розподілу зазначених частинок уздовж радіуса третьої тарілки. 9. Сушарка (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково містить нерухливе дно, розташоване в нижній частині нижньої тарілки, розташованої унизу зазначеної вертикальної осі Z, при цьому зазначене дно містить випускний отвір для найдрібніших частинок, що осідають на дні, при цьому зазначена сушарка додатково містить шкребок, закріплений незнімним чином на нижній тарілці, виконаний з можливістю обертання разом з нею, проштовхуючи осілі на дні частинки до зазначеного випускного отвору. 10. Сушарка за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що корпус (6) є порожнистим, що забезпечує до нього доступ. 11. Сушарка (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що перший пристрій (2а) розподілу зазначених частинок для сушіння на першій тарілці (1а) вище за потоком з'єднаний із джерелом (11), що містить такі частинки для сушіння, переважно бункером (11), при цьому зазначені частинки переважно включають деревні відходи лісопильного виробництва, деревні відходи будівельних матеріалів, паперові або картонні відходи, агропромислові продукти, такі як крупи, представлені у вигляді порошку, гранул, стружки, пелет, макухи або шматків, довжина яких в основному не перевищує 10 см. 12. Сушарка за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше другу подібну сушарку, розташовану над нею. 13. Сушарка (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що вона з'єднана нижче за потоком з котлом (12) для подачі висушених на сушарці частинок органічного матеріалу як паливо або із блоком зберігання сухих частинок, таким як бункер. 14. Сушарка (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що котел (12) нижче за потоком з'єднаний з електрогенератором (14) за допомогою парової турбіни (13), на яку від котла надходить пара температурою Т1. 9 UA 114622 C2 5 10 15 20 25 15. Сушарка (1) за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що пара або рідина, що виходить із турбіни (13), транспортується при температурі Т2 менше Т1 до теплообмінника (5А, 5В) для нагрівання повітря за допомогою нагнітання гарячого повітря (5) із сушарки (1) та/або для нагрівання іншої сушарки (15). 16. Сушарка за будь-яким з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково містить камеру (100) охолодження, розташовану нижче за потоком від другої тарілки (1b), при цьому зазначена камера охолодження містить третю перфоровану тарілку (1с), що обертається навколо тієї ж осі, що й перша та друга тарілки (1a, 1b), та що містить джерело охолоджувального газу, такого як повітря з температурою переважно від 0 до 20 °C, що забезпечує нагнітання зазначеного охолоджувального газу через третю тарілку (1с) для охолодження висушених частинок. 17. Спосіб сушіння частинок із застосуванням сушарки за будь-яким з попередніх пунктів, при цьому зазначений спосіб включає наступні етапи: (a) розподіл частинок для сушіння по першій круглій тарілці (1а), установленій по суті горизонтально з можливістю обертання в першому напрямку навколо вертикальної осі Z, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, (b) рекуперація частинок зазначеної першої тарілки після її повороту на певний кут і їх переміщення до другої тарілки; (c) розподіл частинок по другій круглій тарілці (1b), установленій по суті горизонтально на певній відстані від першої тарілки з можливістю обертання навколо зазначеної вертикальної осі Z у напрямку, протилежному напрямку обертання першої тарілки, при цьому поверхня зазначеної тарілки є перфорованою та здатна пропускати газ, такий як повітря та водяна пара, а також воду, (d) нагнітання гарячого газу (5) у напрямку потоку, по суті паралельного осі Z, що проходить спочатку через другу тарілку (1b) і розподілені на ній частинки, а потім безпосередньо після цього через першу тарілку (1а) і розподілені на ній частинки. 10 UA 114622 C2 11 UA 114622 C2 12 UA 114622 C2 13 UA 114622 C2 14 UA 114622 C2 15 UA 114622 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16